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Unruhe-Gangreglersystem
Die Erfindung betrifft ein Unruhe-Gangreglersystem für Laufwerke, insbesondere für Zeitmessgeräte.
Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Reibungsverhältnisse, u. zw. unter Zugrundelegung der Aufgabe, dieses Ziel unter weitestmöglicher Beibehaltung der klassischen Bauelemente eines DrehpendelGangreglersystems durch eine Gewichtsentlastung in den Lagerstellen zu erreichen. Dazu wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, die Unruhe mittels einer Hohlwelle auf einem lotrecht gespannten dünnen Draht
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schwebend zu halten. Dies kann durch sich abstossende oder sich anziehende Magnetpaare geschehen. Hiebei kann die Unruhe selbst ein Permanentmagnetring sein. Die magnetische Lagerentlastung ist an sich bekannt und für Messinstrumente, darunter auch Uhren, schon vorgeschlagen worden, wenngleich sie sich in die praktische Uhrentechnik bisher keinen Eingang verschaffen konnte.
Die Anwendung des Drahtlagers in Verbindung mit der Gewichtsentlastung durch Permanentmagnete, vorzugsweise durch sich abstossende Magnete, ermöglicht es, die Reibung auf ein Mindestmass herabzudrücken. Das ermöglicht wiederum, eine extremschwere Unruhe zu verwenden, ohne indessen die Zugfeder gegenüber der üblichen Abmessung, z. B. bei einer 8-Tage-Uhr, vergrössern zu müssen. Die Gangergebnisse sind vorzüglich. Auch das Ganggeräusch lässt sich verringern, weil die Schwingungszahl der Unruhe, dienormalerweise, z. B. bei Wecker- uhr--n, bei 200 liegen muss, ohne Beeinträchtigung des Gangergebnisses auf zirka 150 herabgesetzt werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, aus den Zeichnungen und den Ansprüchen. Die Zeichnungen zeigen unter Fortlassung von dem Fachmann bekannten, für das Verständnis der Erfindung unmittelbar nicht notwendigen Bauelementen in Fig. 1 bei einer mittels Hohlwelle auf einem gespannten lotrechten Draht gelagerten Unruhe die Entlastung mittels sich anziehender, konzentrisch ineinander liegender Magnetzylinder ; Fig. 2 und 3 als zweites Ausführungsbeispiel in Vorderansicht und Seitenansicht, teilweise geschnitten, ein Unruhe-Gangreglersystem, bp. idem die magnetische Entlastung durch sich abstossende in der Nähe des Unterlagers angeordnete zylindrische Permanentmagnete erreicht wird ;
Fig. 4 eine Einzelheit für das Fusslager des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 2 und 3 ; Fig. 5 und 6 von der Seite und von oben gesehen eine Vorrichtung zum FeinregulierendesUnruhe-Gangreglersystems nach den Fig. 2 - 4, die auf dem Wirbelstrom-Bremseffekt beruht.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) ist zwischen den Werkplatten 50 und 51 ein dünner federnder Stahldraht 52 lotrecht im Raum stehend gespannt, auf welchem das mit einer Hohlwelle 53 versehene Drehpendel 54 gelagert ist. In die Enden der Hohlwelle 53 sind Lochsteine 55 eingesetzt. Zur Gewichtsentlastung dienen die rotationssymmetrisch magnetisierten Permanentmagnetzylinder 56 und 57, die gleichachsig ineinander liegen und gegensinnig gepolt sind. Der Magnetzylinder 56 ist an dem feststehenden Uhrwerksteil 58 befestigt.
Die Fig. 2 - 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel, wie es für den Einbau in Uhrwerke, z. B. für Küchenuhren und andere Wanduhren verwendet wird.
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Mit 140 ist die Vorderplatine, mit 141 die rückwärtige Platine eines Uhrwerkes bezeichnet, von dem ferner das Ankerrad 142 und der Anker 143 Mit Stiften 143a, Ankerarm 143b, abgekröpfter Ankergabel 143c und Ankersicherungsstift 143d dargestellt ist. Man erkennt aus Fig. 2, dass die Ankerwelle 143 ein axial einstellbares Lager aufweist.
Die Unruhe und ihre Lagerung bilden eine geschlossene Baugruppe für sich, wie insbesondere Fig. 2 zeigt. Diese Baugruppe besteht aus einem als ganzes mit 144 bezeichneten, wesentlich U-förmigen Bügel, dessen obererU-Schenkel144a eine Gewindebohrung für die Rückerschraube 145 und eine weitere Bohrung zum Einziehen einer Lagerdraht-Spannschraube 146 aufweist. Mit 147 ist der Rücker bezeichnet, der in bekaiinter Weise durch Zwischenschaltung der Tellerfeder 148 reibend gelagert ist.
Der Übergangsteil des U-Bügels 144 vom oberen Schenkel 144a zum unteren Schenkel 144b verläuft in zwei durch eine Abkröp- fung 144c gegeneinander versetzten Stuien 144d und 144e, wobei die Abkröpfung 144c sich zur Seite in einer senkrecht zur U-Schenkelebene verlaufenden Platte 144f fortsetzt, deren Kante 144g parallel zur U-Schenkelebsne abgewinkelt ist und einen Befestigungslappen für den U-Bügel an der Werkplatte 141 bildet. Mit 149 ist eine Befestigungsschraube für den U-Bügel bezeichnet. Am unteren U-Schenkel 144b ist eine Durchbrecnung 144R für das noch zu beschreibende Fusslagergehäuse vorgesehen, ferner eine Gewindebohrung, in welche die Lagerdraht-Spj. nnschraube 150 eingezogen wird.
Zur Lagerung der noch zu beschreibenden Unruhewelle dient ein gespannter dünner harter Stahldraht, ein sogenannter Klaviersaitendraht 151, dessen oberes Ende an der Soannschraube 146 festgelegt ist, dann durch eine Axialbohrung 145a in der Rückerschraube 14G durchgeführt ist, bis zu dem topfförmigen Fusslagergehäuse 152, das mit seinem Ansatz 152a in die Durchbrechung 144R im unteren U-Schenkel 144b eingenietet ist und eine zentrische Bohrung 152b für die. Durchführung des Lagerdrahtes 151 aufweist, dessen unteres Ende mittels der Spannschraube 150 festgelegt ist.
Die Unruhewelle besteht aus einem Wellenrohr 153, in dessen Enden Lochsteine 154 zur Lagerung auf dem Lagerdraht 151 eingesetzt sind. Auf das obere Ende des Wellenrohres 153 ist die Flachspirale 155 mit ihrer Spiral10lle 156 aufgedrückt. Das äussere Ende der Spirale ist am Spiralkloben 157, der in die U-Bügelstufe 144d eingenietet ist, befestigt. Die Spirale wilt in bekannter Weise mit dem Rücker 147 zusammen. Unterhalb der Flachspirale ist auf die Drehpendelwelle 153 die Unruhe 158 aufgesetzt und in bekannterweise wirkt dieAnkergabel 143 c mit deminder Unruhe 158 befestigtenhzbelstift 159 zusammen.
Unterhalb der Unruhe 158 ist aut die Welle :'.. 53 die topfförmige Sicherungsscheibe 160 aufgedrückt ; sie weist an ihrem Umfang einen Schlitz 160a auf, in welchem der Ankersicherungsstift 143d eingreift. Im Hinblick auf die Schwebelagerung der Unruhe ist die Höhe der Scheibe 160 ziemlich gross gehalten, um das einwandfreie Zusammenarbeiten zwischen Anker und Sicherungsscheibe bei Abweichungen in der bezüglichen Höhenlage der Unruhe zu gewährleisten.
Unterhalb der Sicherungsscheibe 160 ist auf die Welle 153 eine geschlitzte Hülse oder Tülle 161 mit Reibungssitz aufgeschoben ; sie ist Träger des rotationssymmetrisch magnetisierten Permanentmagnetzylin- ders 162, der auf Abstossung mit dem wesentlich gleichgeformten Permanentmagnetzylinder 163 zusammenwirkt, welcher im Fusslagergehäuse 152 an seinem Umfang gefasst ist. Die Magnetzylinder 162 und 16 : j sind mit ihren Trägerteilen 161 bzw. 152 z. B. durch Verkittung verbunden, wobei jeweils soviel Kittraum 164 und 165 vorgesehen ist, dass besonders bei den nicht-metallischen Permanentmagneten vorkommende Fertigungstoleranzen beim Einkitten, das unter Verwendung geeigneter Zentrierwerkzeuge vorgenommen wird, ausgeglichen werden können.
Es versteht sich, dass die gleichsinnig gepolten Magnetzylinder 162 und 163 hinsichtlich ihrer Magnetkraft derart bemessen sind, dass sie die Unruhe in ihrer vorbestimmten Höhenlage in bezug auf den Anker 143 schwebend halten können und der Lagerdraht 151 lediglich die Aufgabe hat, als Radiallager zu dienen, d. h. das Auswandern der Unruhe aus ihrer lotrechten Lage zu verhindern.
Die vorbeschriebene Reihenfolge in der Anordnung der einzelnen Bauelemente auf der Unruhewelle ist von Vorteil, weil der als Stützmagnet wirkende Magnetzylinder 163 in das Fusslagergehäuse 152 eingebaut und dadurch in einfacher Weise auf die Durchführungsbohrung 152b des Lagerdrahtes 151 zentriert werden kann. Die Anordnung des Schwebemagneten 162 auf der mit Reibsitz verschiebbaren Tülle 161 ermöglicht die Einstellung der Höhenlage der Unruhe.
Für die Permanentmagnete 162 und 163 werden vorzugsweise Magnete aus nicht-oder nicht-reinmetallischen Werkstoffen, beispielsweise auf Ferritbasis mit möglichst niedrigem spezifischem Gewicht verwendet.
Um den Luftspalt (Fig. 4) zwischen Stützmagnet 163 und Schwebemagnet 162 gegen das Eindringen von Fremdkörpern zu schützen, kann als Träger für den Schwebemagnet 162 eine geschlitzte Schiebetülle 200 verwendet werden, deren unteres Ende zu einer Kappe 200a ausgebildet ist, die den Stütz-
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magnet 163 übergreift und bis dicht an die Stirnfläche des Fusslagergehäuses 152 heranreicht.
Noch weitere Verkapselung der beiden Magnete zeigt das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6, wobei auf das Fusslagergehäuse eine bei 210a eingezogene Kapsel 210 aufgesteckt ist, die an der Oberseite eine Einführungsöffnung 210b für das untere Drehpendel-Wellenende aufweist.
Neben dem Rücker 147 kann eine auf dem Prinzip des Wirbelstrom-Bremseffektes beruhende Feineinstellungsvorrichtung vorgesehen werden. Zu diesem Zweck ist (Fig. 5 und 6) auf einem in den unteren U-Schenkel 144b eingenietetenPfosten 211 reibend ein Feinstellhebe'212 gelag J : t, der einengegabelten, bogenförmig-entsprechend dem Abstand zwischen seinem Drehpunkt und Drehpendelachse - gekrümmten Arm 212a aufweist, und derart angeordiiet ist, dns er durch Schwenkung um seinen Drehpunkt 211 mit seinem Gabelende mehr oder weniger tief in radialer Richtung in den Luftspalt zwischen Stützmagnet 163 und Schwebemagnet 162 eingeführt werden kann.
In der Staubkapsel 210 ist für dsn Gabelarm 212a ein Schlitz 210c vorgesehen. Der Hebel 212, dessen Stellgriff mit 212b bezeichnet ist, kann aus Messing, Aluminium oder einem andern Werkstoff geringen elektrischen Widerstandes bestehen, und durch seine mehr oder weniger starke Einführung in den Luftspalt werden im eingeführten Hebelteil Wirbelströme hervorgerufen, die die Schwingungszeit des Drehpendels beeinflussen.
Der U-Bügel 144 kann aus Metall oder aus Kunststoff bestehen, wobei im zweiten Falle in bekannter Weise Metallfutter an den Gewindestellen und Metalleinlagen an den Befestigungsstellen der Teile 152 und 211 in den Kunststoff eingebettet werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Unruhe-Gangreglersystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Unruhe mittels einer Hohlwelle auf einem lotrecht gespannten dünnen Draht gelagert ist und mittels an ihr und an dem. feststehenden Teil des Systems angeordneter Permanentmagnete schwebend gehalten wird.
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Unrest regulating system
The invention relates to a restless rate regulator system for drives, in particular for timing devices.
The invention aims to improve the friction conditions, u. alternatively, based on the task of achieving this goal while maintaining the classic components of a rotary pendulum gear regulator system as far as possible through weight relief in the bearing points. For this purpose, it is proposed according to the invention, the unrest by means of a hollow shaft on a vertically stretched thin wire
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to keep floating. This can be done by repelling or attracting pairs of magnets. Here the unrest itself can be a permanent magnet ring. The magnetic bearing relief is known per se and has already been proposed for measuring instruments, including clocks, although it has not yet been able to find its way into practical clock technology.
The use of the wire bearing in connection with the weight relief by permanent magnets, preferably by repelling magnets, makes it possible to reduce the friction to a minimum. This in turn makes it possible to use an extremely heavy unrest without, however, the tension spring compared to the usual dimension, e.g. B. with an 8-day clock to have to enlarge. The gait results are excellent. The gear noise can also be reduced because the number of vibrations of the unrest, which is normally, e.g. B. for alarm clock - n, must be at 200, can be reduced to around 150 without impairing the gait result.
Further features and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments, from the drawings and the claims. The drawings show, omitting components known to the person skilled in the art and not directly necessary for understanding the invention, in FIG. 1, in the case of a restlessness mounted on a tensioned vertical wire by means of a hollow shaft, the relief by means of attracting, concentrically nested magnetic cylinders; Fig. 2 and 3 as a second embodiment in front view and side view, partially in section, a restless speed regulator system, bp. idem the magnetic relief is achieved by repelling cylindrical permanent magnets arranged in the vicinity of the base;
4 shows a detail for the foot bearing of the embodiment according to FIGS. 2 and 3; 5 and 6, viewed from the side and from above, a device for fine regulation of the restless rate regulator system according to FIGS. 2-4, which is based on the eddy current braking effect.
In the first exemplary embodiment (FIG. 1), a thin, resilient steel wire 52 is stretched vertically in the space between the work plates 50 and 51, on which the rotary pendulum 54 provided with a hollow shaft 53 is mounted. Perforated stones 55 are inserted into the ends of the hollow shaft 53. The rotationally symmetrically magnetized permanent magnet cylinders 56 and 57, which are coaxially one inside the other and are polarized in opposite directions, serve to relieve weight. The magnetic cylinder 56 is attached to the fixed movement part 58.
Figs. 2-6 show an embodiment as it is for installation in clockworks, for. B. is used for kitchen clocks and other wall clocks.
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With 140 the front plate, with 141 the rear plate of a clockwork is designated, of which the escape wheel 142 and the anchor 143 with pins 143a, anchor arm 143b, cranked anchor fork 143c and anchor locking pin 143d is shown. It can be seen from FIG. 2 that the armature shaft 143 has an axially adjustable bearing.
The restlessness and its storage form a self-contained assembly, as FIG. 2 in particular shows. This assembly consists of an essentially U-shaped bracket, designated as a whole by 144, the upper U-leg 144a of which has a threaded hole for the back screw 145 and a further hole for pulling in a bearing wire tensioning screw 146. With 147 the regulator is referred to, which is frictionally mounted in a known manner through the interposition of the plate spring 148.
The transition part of the U-bracket 144 from the upper limb 144a to the lower limb 144b runs in two steps 144d and 144e offset from one another by an offset 144c, the offset 144c continuing to the side in a plate 144f running perpendicular to the plane of the U-limb, the edge 144g of which is angled parallel to the U-leg plane and forms a fastening tab for the U-bracket on the work plate 141. With 149 a fastening screw for the U-bracket is designated. On the lower U-leg 144b there is a through-hole 144R for the foot-bearing housing to be described, furthermore a threaded hole into which the bearing wire-Spj. screw 150 is pulled in.
A tensioned, thin, hard steel wire, a so-called piano wire 151, the upper end of which is fixed to the soann screw 146, is then passed through an axial bore 145a in the counter screw 14G, up to the cup-shaped foot bearing housing 152, which is used to support the balance shaft, which is still to be described its approach 152a is riveted into the opening 144R in the lower U-leg 144b and a central bore 152b for the. Has implementation of the bearing wire 151, the lower end of which is fixed by means of the clamping screw 150.
The balance shaft consists of a shaft tube 153, in the ends of which perforated stones 154 are inserted for mounting on the bearing wire 151. The flat spiral 155 with its spiral 156 is pressed onto the upper end of the shaft tube 153. The outer end of the spiral is attached to the spiral block 157, which is riveted into the U-bracket step 144d. The spiral coils with the regulator 147 in a known manner. Below the flat spiral, the balance 158 is placed on the rotating pendulum shaft 153 and, as is known, the anchor fork 143c cooperates with the pin 159 fastened in the balance 158.
Below the balance 158 is on the shaft: '.. 53 the cup-shaped locking washer 160 pressed on; on its circumference it has a slot 160a in which the anchor locking pin 143d engages. With regard to the suspension of the unrest, the height of the disc 160 is kept fairly large in order to ensure the perfect cooperation between the armature and the locking disc in the event of deviations in the relative height of the unrest.
Below the locking washer 160, a slotted sleeve or grommet 161 with a friction fit is pushed onto the shaft 153; it is the carrier of the rotationally symmetrically magnetized permanent magnet cylinder 162, which interacts to repel with the substantially identically shaped permanent magnet cylinder 163, which is held at its circumference in the foot bearing housing 152. The magnetic cylinders 162 and 16: j are with their support parts 161 and 152 z. B. connected by cementing, with sufficient cement space 164 and 165 being provided that, particularly with the non-metallic permanent magnets, manufacturing tolerances occurring during cementing, which is carried out using suitable centering tools, can be compensated.
It goes without saying that the magnetic cylinders 162 and 163, which are polarized in the same direction, are dimensioned with regard to their magnetic force in such a way that they can keep the unrest floating in its predetermined height with respect to the armature 143 and the bearing wire 151 only has the task of serving as a radial bearing, d. H. to prevent the unrest from migrating from its perpendicular position.
The above-described sequence in the arrangement of the individual components on the balance shaft is advantageous because the magnetic cylinder 163 acting as a supporting magnet can be built into the foot bearing housing 152 and thus easily centered on the feed-through bore 152b of the bearing wire 151. The arrangement of the levitation magnet 162 on the spout 161, which can be displaced with a friction fit, enables the height of the balance to be adjusted.
For the permanent magnets 162 and 163, magnets made of non-metallic or non-pure metallic materials, for example based on ferrite and with the lowest possible specific weight, are used.
In order to protect the air gap (Fig. 4) between the support magnet 163 and the levitation magnet 162 against the ingress of foreign bodies, a slotted sliding sleeve 200 can be used as a carrier for the levitation magnet 162, the lower end of which is designed as a cap 200a which supports the support
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magnet 163 overlaps and reaches close to the end face of the foot bearing housing 152.
The embodiment according to FIGS. 5 and 6 shows even further encapsulation of the two magnets, with a capsule 210 drawn in at 210a being pushed onto the foot bearing housing, which has an insertion opening 210b on the upper side for the lower rotary pendulum shaft end.
In addition to the regulator 147, a fine adjustment device based on the principle of the eddy current braking effect can be provided. For this purpose (Figs. 5 and 6) a fine adjustment lever 212 is rubbing on a post 211 riveted into the lower U-leg 144b, which has a forked arm 212a which is arcuately curved according to the distance between its pivot point and pivot axis , and is so arranged that it can be introduced with its fork end more or less deeply in the radial direction into the air gap between support magnet 163 and levitation magnet 162 by pivoting around its pivot point 211.
A slot 210c is provided in the dust capsule 210 for the fork arm 212a. The lever 212, whose handle is designated 212b, can be made of brass, aluminum or some other material of low electrical resistance, and its more or less strong introduction into the air gap causes eddy currents in the inserted lever part, which influence the oscillation time of the rotary pendulum.
The U-bracket 144 can be made of metal or plastic, in which case, in the second case, metal chucks can be embedded in the plastic at the threaded points and metal inserts at the fastening points of the parts 152 and 211.
PATENT CLAIMS:
1. Unrest speed regulator system, characterized in that the unrest is mounted by means of a hollow shaft on a vertically tensioned thin wire and by means of her and on the. fixed part of the system of arranged permanent magnets is kept floating.